探针卡及其制作方法以及测试半导体元件的方法技术

一种探针卡及其制作方法以及测试半导体元件的方法，所述探针卡包括：一接触垫界面，包括多个正面接点与多个背面接点，正面接点与背面接点彼此电性连接，正面接点排列成同时电性连接一晶片上的多个芯片的各自的多个凸块，且背面接点排列成电性连接一测试结构的各自的多个接点。本发明专利技术中，探针卡接触垫界面可让探针卡接触同一晶片上的多个芯片，并可让探针卡接触同一晶片上的所有芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体元件的测试方法、用以测试半导体元件的探针卡以及探针卡的制作方法。
技术介绍
在制作集成电路以及半导体芯片时，必须测试电路与半导体芯片，以确保已制成功能元件(functional device) 0这种测试通常是利用一测试探针卡接触半导体芯片的对应区域并进行一或多个功能测试。一般的测试探针卡通常一次可测试一个半导体芯片。传统的探针卡包括一探针 (probe needle)，其可在测试时的任一瞬间电性耦接一半导体芯片。因此，探针通常会限制在任一瞬间的芯片测试数量。在工艺的测试步骤中，一次只能测试一个芯片可能会导致芯片的产能降低，从而可能会延迟或是降低整个产量并增加制作成本。因此，在这个
中亟需可克服前述缺点并可同时测试多个芯片的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种探针卡，包括一接触垫界面，包括多个正面接点与多个背面接点，正面接点与背面接点彼此电性连接，正面接点排列成同时电性连接一晶片上的多个芯片的各自的多个凸块，且背面接点排列成电性连接一测试结构的各自的多个接点ο本专利技术提出一种探针卡的制作方法，包括提供一基板，基板具有一第一面与一第二面；形成多个贯穿基板导孔，贯穿基板导孔从第一面延伸至第二面以延伸穿过基板，其中贯穿基板导孔的形成方法包括使用一镜像光刻掩模；在基板的第一面上形成邻接贯穿基板导孔的多个第一导电结构；在基板的第二面上形成多个内连线结构，内连线结构电性连接贯穿基板导孔；以及形成邻接内连线结构的多个第二导电结构。本专利技术提出一种测试半导体元件的方法，包括提供一探针卡，探针卡包括一接触垫界面，接触垫界面包括多个第一接点；将第一接点同时耦接至一半导体晶片上的多个芯片的多个导电凸块；经由接触垫界面将一第一测试信号传送至半导体晶片；以及接收来自于半导体晶片的一结果信号。本专利技术中，探针卡接触垫界面可让探针卡接触同一晶片上的多个芯片，并可让探针卡接触同一晶片上的所有芯片。附图说明图1 图16示出本专利技术一实施例的一探针卡接触垫界面(probe cardcontact pad interface)的制作方法的中间步骤。图17示出本专利技术另一实施例的具有探针卡接触垫界面的一探针卡的示意图。图18示出本专利技术又一实施例的利用探针卡测试半导体元件的方法。其中，附图标记说明如下10 埠板；12 容置环；14 接点；16 探针卡接触垫界面；18 晶片;20 导电凸块；100 基板；102 光致抗蚀剂层；104、106、112 开口；108 蚀刻终止层；110 光致抗蚀剂层；114 氧化层；116 贯穿基板导孔开口；118 导电薄膜；120 导电材料；122 贯穿基板导孔；124 保护层；126 背面金属化层、金属化层；128 过量的导电材料层；130 保护层；1；34 导电柱；136 导电凸块；200、202、204、206 步骤。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。以下将详述本实施例的制作方法与使用方式。然而，值得注意的是，本文将提供许多可供实施的专利技术概念，其可在多种不同的情况下实施。在此讨论的特定实施例仅用以介绍以特定的方法制作与使用所公开的主题，而非用以限定不同实施例的范围。实施例包括一探针卡(其可同时测试同一晶片上的多个芯片，例如同一晶片上的所有芯片)以及操作该探针卡的方法。其他的实施例包括探针卡的制作方法，该探针卡可同时测试一晶片上的多个芯片。以下将详述这些实施例中的某些实施例。图1 图16示出本专利技术一实施例的探针卡接触垫界面的制作方法的中间步骤，该探针卡接触垫界面为探针卡的一部件。图17示出具有图1 图16中的探针卡接触垫界面的探针卡的示意图。在下述的内容中将可了解，探针卡接触垫界面可让探针卡接触同一晶片上的多个芯片，并可让探针卡接触同一晶片上的所有芯片。因此，图18示出测试半导体元件的方法或是操作探针卡的方法。图1 图3示出一基板的正面工艺(front side processing)的各种步骤。请参照图1，一基板100例如为高电阻硅，一光致抗蚀剂层102形成于基板100的一正面上。光致抗蚀剂层102包括多个暴露出基板100的开口 104。可利用可接受的光刻技术形成开口 104，例如使用一镜像光刻掩模(mirrorlithography mask)曝光光致抗蚀剂层102。镜像光刻掩模可视为一光刻掩模的镜像版本，当在使用探针卡接触界面测试的晶片的芯片上形成凸块下金属层(under bump metal,UBM)接垫时，上述光刻掩模可用以图案化并形成贯穿保护层或是介电层的开口。开口 104可位于形成有贯穿基板导孔(throughsubstrate vias, TSVs)的区域中。通过在此步骤中使用镜像光刻掩模，使可形成在基板100的正面上的柱状结构在测试的过程中可对齐并接触形成在晶片的芯片上的导电凸块，这在下文中将详细描述。在图2中，对基板100进行一蚀刻步骤，以移除光致抗蚀剂层102的开口 104所暴露出的部分基板100。因此，光致抗蚀剂层102中的开口 104对应于基板100中的开口 106。前述蚀刻工艺可为各向异性蚀刻(anisotropicetch)工艺。图2还示出(例如以灰化/冲洗工艺，ash/flush process)移除光致抗蚀剂层102后的基板100。请参照图3，对基板100进行一沉积工艺，以于基板100的正面上沉积一蚀刻终止层108。可共形地形成蚀刻终止层108，且其材质可包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、前述的组合及/或其相似物。可利用任何可接受的技术(例如化学气相沉积工艺)沉积蚀刻终止层108。图4至图6示出基板100的背面工艺。请参照图4，在基板100的背面上形成具有多个开口 112的一光致抗蚀剂层110。开口 112可暴露出部分的基板100。可以可接受的光刻技术(例如利用一光刻掩模曝光光致抗蚀剂层110)形成开口 112，以使得开口 112对齐之前在基板100的正面形成的开口 106。在此步骤中的光刻掩模可为一种用来得到镜像光刻掩模的原始掩模，如上所述。在图5中，对基板100进行一蚀刻工艺，以移除光致抗蚀剂层110中的开口 112所暴露出的部分基板100，并以例如灰化/冲洗工艺移除光致抗蚀剂层110。蚀刻工艺可为各向异性蚀刻工艺。在图6中，对基板100进行一热氧化步骤，以于基板100的外露的表面上形成一氧化层114，其材质例如为氧化硅及/或其相似物。结合上述的蚀刻步骤可形成贯穿基板100的多个贯穿基板导孔开口 116。在图7中，将一导电薄膜118(例如为铜箔)贴附到基板100的背面。可利用例如模造或冲压工艺贴附导电薄膜118。导电薄膜118的材质亦可为铜合金、钛及/或其相似物。在图8中，在贯穿基板导孔开口 116中沉积一导电材料120，其材质例如为金属，像是铜、 钨、铝、银、前述的组合、及/或其相似物。例如以电镀工艺沉积导电材料120。在图9中， 进行一平坦化工艺(planarization process),例如化学机械研磨(chemical mechanical polish, CMP)，以移除多余的导电材料120，从而形成多个贯穿基板导孔122。图10至图16示出在线上本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种探针卡，包括：一接触垫界面，包括多个正面接点与多个背面接点，所述多个正面接点与所述多个背面接点彼此电性连接，所述多个正面接点排列成同时电性连接一晶片上的多个芯片的各自的多个凸块，且所述多个背面接点排列成电性连接一测试结构的各自的多个接点。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友华，赖怡仁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71